1. TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA Na₂O₂
Tên gọi: Natri peroxit
Công thức: Na₂O₂
Khối lượng mol: 77.98 g/mol
Dạng: Tinh thể màu vàng nhạt hoặc vàng chanh
Tỷ trọng: 2.8 g/cm³ (ở 20°C)
Điểm nóng chảy: ~657°C
Phân hủy: Trên 657°C tạo Na₂O + ½ O₂
Tính tan: Tan chậm trong nước, nhưng phản ứng mãnh liệt → tạo NaOH và O₂
Phản ứng thủy phân:
Tính oxi hóa mạnh: Là chất oxi hóa vô cơ rất mạnh, có thể oxi hóa nhiều kim loại, sunfua, hữu cơ và cả các halogenid.
2. PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG
-
Phản ứng với CO₂:
2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2↑→ Ứng dụng trong tạo oxy và hấp thụ CO₂ (dùng trong tàu ngầm, tàu vũ trụ).
-
Phản ứng với lưu huỳnh hoặc sunfua kim loại (Ag₂S, PbS, Cu₂S...):
Na2O2+Ag2S→Na2SO4+2Ag↑→ Cơ sở ứng dụng trong phân hủy quặng chứa sunfua kim loại quý.
-
Phản ứng với oxit kim loại nặng (MnO₂, Cr₂O₃, Fe₂O₃):
2Na2O2+2Cr2O3→4Na2CrO4→ Tạo muối cromat tan để hòa tách kim loại quý đồng hành.
3. ỨNG DỤNG TRONG TÁCH KIM LOẠI QUÝ (Au, Ag, Pt, Pd)
| Ứng dụng | Phản ứng chính / Cơ chế | % Na₂O₂ (theo khối lượng hỗn hợp phản ứng) | Ghi chú kỹ thuật |
|---|---|---|---|
| 1. Hòa tách mẫu phân tích (fusion) | Na₂O₂ dùng trong nấu chảy mẫu quặng Au, Ag, Pt, Pd với Na₂CO₃ ở 500–600°C tạo dạng oxi hóa tan. | 20–40% | Giúp phá vỡ khoáng sunfua, silicat, cromit khó tan, chuyển Au, Pt, Pd vào dung dịch hòa tan để phân tích hoặc tinh luyện. |
| 2. Oxi hóa sơ bộ quặng sunfua (Ag₂S, AuS₂, Cu₂S, FeS₂) | Na₂O₂ oxi hóa S thành SO₄²⁻, kim loại thành oxit → dễ hòa tách bằng HCl hoặc GDA. | 10–25% | Dùng giai đoạn tiền xử lý trước khi ủ bằng thiourea hoặc GDA. |
| 3. Tách Ag khỏi sunfua bạc đen hoặc bột AgS | Ag₂S + 2Na₂O₂ → 2Na₂SO₄ + 2Ag | 15–30% | Phản ứng cần nhiệt độ 400–450°C, tiến hành trong chén niken. |
| 4. Tạo môi trường oxi hóa mạnh trong luyện Au, Pt, Pd | Na₂O₂ sinh O₂ và NaOH → oxi hóa các hợp chất hữu cơ và lưu huỳnh còn lại. | 5–10% trong dung dịch hoặc 15–20% khi trộn khô | Dùng trong tinh luyện điện phân hoặc làm sạch bùn quý. |
4. ỨNG DỤNG KHÁC TRONG CÔNG NGHIỆP
| Ngành / Mục đích | Tác dụng chính | Tỷ lệ Na₂O₂ sử dụng |
|---|---|---|
| Sản xuất oxy khẩn cấp (tàu ngầm, tàu vũ trụ) | Hấp thụ CO₂ và sinh O₂ | Viên nén chứa 80–90% Na₂O₂ |
| Tẩy trắng vải, giấy, sợi tổng hợp | Oxi hóa chất màu hữu cơ | 5–8% Na₂O₂ so với khối lượng chất tẩy |
| Sản xuất NaBO₂, Na₂CrO₄ (từ oxit B, Cr) | Oxi hóa nguyên liệu ban đầu | 10–30% Na₂O₂ trong hỗn hợp nấu chảy |
| Tiền xử lý mẫu địa chất (phân tích quặng) | Phá hủy khoáng bền như spinel, magnetit | 20–40% Na₂O₂ |
5. AN TOÀN KHI SỬ DỤNG Na₂O₂
Cảnh báo:
Na₂O₂ là chất oxi hóa mạnh, phản ứng dữ dội với nước, rượu, chất hữu cơ, và vật liệu dễ cháy.
Biện pháp an toàn:
-
Không để tiếp xúc với nước hoặc không khí ẩm.
→ Bảo quản trong bình thép không gỉ kín, có khí trơ (argon hoặc N₂). -
Không dùng dụng cụ thủy tinh ẩm, nhựa, hay gỗ.
→ Dùng chén niken hoặc thép không gỉ. -
Khi phản ứng, gia nhiệt từ từ, khuấy đều.
-
Trang bị bảo hộ đầy đủ: kính, găng chịu kiềm, khẩu trang lọc bụi kiềm.
-
Nếu tiếp xúc với da: rửa bằng nước lạnh nhiều lần, sau đó trung hòa nhẹ bằng dung dịch axit yếu (H₃BO₃ 3% hoặc CH₃COOH loãng).
6. KẾT LUẬN
Natri peroxit là chất oxi hóa vô cơ rất mạnh, đặc biệt hữu ích trong các quá trình:
-
Tiền xử lý quặng sunfua chứa Au, Ag, Pt, Pd
-
Hòa tách mẫu phân tích kim loại quý khó tan
-
Sinh oxy, tẩy trắng, tổng hợp hóa chất oxi hóa cao
Tuy nhiên, cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình an toàn chống ẩm và phản ứng nhiệt, vì chỉ cần 0.5 g nước/1 g Na₂O₂ đã gây phản ứng mãnh liệt sinh nhiệt và O₂.
Dịch
